Đây là bài đầu tiên trong loạt bài về khoa học thần kinh, phần đầu tiên trong Sách giáo khoa Tâm thần học của Mỹ, “Kaplan and Sadock’s Comprehensive Textbook of Psychiatry”, phiên bản 2017.
JOHN H. KRYSTAL, M.D.
GIỚI THIỆU
Phần này bao gồm một bộ sưu tập đáng chú ý của các chương, cung cấp một cái nhìn tổng quan về bối cảnh của sự hiểu biết hiện tại về cơ sở khoa học thần kinh của tâm thần học. Nếu não là cơ quan giải phẫu chính của tâm thần học, thì hiểu biết khoa học về não là điểm khởi đầu cho kiến thức toàn diện về lĩnh vực này. Những chương này cần được đọc cẩn thận vì chúng phản ánh những dấu hiệu đầu tiên về sự xuất hiện của khoa học giải thích trong tâm thần học. Tiến bộ này phát sinh từ việc áp dụng các công nghệ, đã phát sinh từ nhiều thập kỉ, chẳng hạn như các kỹ thuật như di truyền quang học [di truyền quang học là một kỹ thuật sinh học để kiểm soát hoạt động của tế bào thần kinh hoặc các loại tế bào khác bằng ánh sáng. Điều này đạt được nhờ sự biểu hiện của các kênh ion nhạy cảm với ánh sáng, bơm hoặc enzym đặc biệt trong các tế bào đích], thuốc DREADDs [designer receptor exclusively activated by designer drugs- thụ thể thiết kế được kích hoạt độc quyền bởi thuốc thiết kế] và chỉnh sửa gen CRISPR [clustered regularly interspaced short palindromic repeats- nhóm các đoạn ngắn đối xứng lặp lại thường xuyên]. Nó cũng phát sinh từ sự trưởng thành của các lĩnh vực, chẳng hạn như hình ảnh thần kinh nhận thức và di truyền tâm thần học; biến chúng từ trí tò mò thành công cụ mạnh mẽ để trả lời các câu hỏi quan trọng về hành vi con người và bệnh tâm thần.
Những dấu hiệu của sự tiến bộ này là gì? Có rất nhiều câu chuyện đầy cảm hứng. Về căn nguyên, những tiến bộ trong giải trình tự bộ gen đã cho phép phát hiện ra các biến thể gen hiếm góp phần đáng kể vào nguy cơ bệnh tật và chiếm khoảng 1% các trường hợp tự kỷ. Các nhà tâm thần học đang bắt đầu hiểu vị trí của các gen này được ưu tiên biểu hiện ở đâu và khi nào thì các gen này cùng biểu hiện bệnh nặng nề. Những nghiên cứu này tạo tiền đề cho các biện pháp can thiệp điều chỉnh. Tiến bộ tương tự cũng đang xuất hiện đối với bệnh tâm thần phân liệt, một chứng rối loạn có vẻ như chia sẻ một số gen nguy cơ với bệnh tự kỷ. Về sinh lý bệnh, các nghiên cứu di truyền quang học ở động vật và nghiên cứu hình ảnh thần kinh ở người đã cung cấp những hiểu biết sâu sắc mới về cách bệnh trầm cảm có thể được biểu hiện ở cấp độ các mạch thần kinh. “Dữ liệu thô” này cung cấp cơ sở cho các nghiên cứu khoa học thần kinh, lần đầu tiên tính toán mô tả các mối quan hệ chặt chẽ giữa hoạt động của neuron và mạch thần kinh hoặc mạch thần kinh và hành vi. Đổi lại, những hiểu biết này đang cung cấp cơ sở cho một loạt các phương pháp điều trị kích thích thần kinh cho các rối loạn khí sắc đang ngày càng nhiều. Đồng thời, một số tiến bộ mang tính biến đổi trong phương pháp điều trị, chẳng hạn như việc phát hiện ra tác dụng chống trầm cảm nhanh chóng của ketamine, đã kích thích những tiến bộ khoa học cơ bản mới làm sáng tỏ về sinh học thần kinh và có thể dẫn đến các loại thuốc chống trầm cảm mới.
Tại sao bác sĩ tâm thần cần phải hiểu khoa học thần kinh để thực hành khoa học của họ? Khoa tâm thần đang chuyển dần khỏi việc xem từng bệnh nhân tâm thần chỉ là đại diện cho các danh mục chẩn đoán tĩnh, như được phản ánh trong Sổ tay Chẩn đoán và Thống kê. Sự lãnh đạo táo bạo của Thomas Insel trong việc thúc đẩy sáng kiến Tiêu chí Lĩnh vực Nghiên cứu NIMH đã thúc đẩy lĩnh vực này bao gồm sự hiểu biết về mạch thần kinh của hành vi và các đặc điểm chiều của sinh lý bệnh và hiện tượng học của bệnh nhân tâm thần vượt qua ranh giới chẩn đoán truyền thống. Người ta có thể dự đoán rằng khi các bác sĩ tâm thần ngày càng cảm thấy thoải mái khi kết hợp sự hiểu biết về sinh học thần kinh của các rối loạn tâm thần vào các công thức lâm sàng của từng bệnh nhân, nó sẽ làm phong phú thêm sự hiểu biết của họ về bệnh nhân và gợi ý những cơ hội mới để tăng cường điều trị.
Tác giả sẽ minh họa điểm này bằng cách đề cập đến một ca lâm sàng trong một hội nghị mà bản thân đã tham gia, khi báo cáo lần đầu tiên trong một blog cho Đại học Thần kinh Tâm thần học Hoa Kỳ vào tháng 1 năm 2012. Khoa Tâm thần Yale mời tác giả phỏng vấn một bệnh nhân và sau đó trình bày cấu trúc mẫu cho nhóm của họ. Tác giả không có thông tin gì về bệnh nhân trước đó và có 30 phút để phỏng vấn bệnh nhân.
Bệnh nhân là một nam thanh niên mắc các triệu chứng loạn thần từ lâu. Anh ta đáp ứng các tiêu chuẩn chẩn đoán tâm thần phân liệt, thể hiện nhiều lĩnh vực của năng lực trí tuệ được bảo tồn, và có lưu ý các vấn đề về sự chú ý và trí nhớ bền vững. Anh cũng thể hiện mức độ thấp về cảm xúc cùn mòn nhưng khiếm khuyết trong nhiều lĩnh vực chức năng và xã hội. Khi được phỏng vấn, anh ấy đã mô tả một cách sinh động mô hình thời thơ ấu của sự chú ý đến các chi tiết môi trường phi xã hội, và anh ấy đã mô tả và thể hiện cả xu hướng kiên trì và dễ cáu kỉnh khi bị thách thức. Anh cũng đề cập rằng cả hai chẩn đoán tâm thần phân liệt và rối loạn lưỡng cực đều xảy ra trong gia đình anh. Về việc điều trị, anh cảm thấy rằng clozapine là loại thuốc hiệu quả nhất được kê cho mình. Ngoài ra, anh ta còn được điều trị bằng thuốc chống co giật, lamotrigine và valproate.
Làm thế nào các bác sĩ tâm thần có thể hiểu được sự xuất hiện của các đặc điểm của rối loạn phổ tự kỷ (ASD) và tiền sử gia đình của anh ta về cả tâm thần phân liệt và rối loạn lưỡng cực? Bệnh nhân này đã trình bày các cơ hội để phản ánh những thách thức trong giản đồ chẩn đoán của chúng ta. Bleuler cho rằng suy nghĩ tự kỷ là một đặc điểm cốt lõi của bệnh tâm thần phân liệt, nhưng đặc điểm này không còn được đưa vào chẩn đoán bệnh tâm thần phân liệt. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều biến thể gen hiếm với những ảnh hưởng tương đối lớn đến nguy cơ tâm thần phân liệt cũng góp phần vào nguy cơ mắc ASD. Các triệu chứng tâm thần phân liệt và ASD chồng chéo có thể là một minh họa của tính đa hiệu ứng. Tương tự như vậy, các nghiên cứu GWAS ở quy mô lớn gần đây báo cáo các vùng của bộ gen có vẻ như thể hiện sự gia tăng tương đối khiêm tốn về nguy cơ đối với cả bệnh tâm thần phân liệt và rối loạn lưỡng cực. Do đó, di truyền học đang cung cấp một số manh mối có thể dẫn dắt hướng suy nghĩ về các đặc điểm biểu hiện của từng bệnh nhân mà mâu thuẫn với các phân loại chẩn đoán của DSM-IV.
Tại sao ai đó lại thêm thuốc lamotrigine và valproate để tăng cường điều trị bệnh tâm thần phân liệt bằng chống loạn thần clozapine? Hiện tại, có một cơ sở bằng chứng nhỏ để hướng dẫn dược liệu pháp điều trị các triệu chứng tâm thần phân liệt kháng clozapine. Tác giả đã được nhắc nhở về bằng chứng ở động vật và người, rằng lamotrigine, tự nó hoặc kết hợp với clozapine, làm giảm một số tác dụng của các chất đối kháng thụ thể NMDA gây tâm thần. Sau đó, lamotrigine nói chung không có hiệu quả như một chiến lược tăng cường chống loạn thần trừ khi bệnh nhân có các triệu chứng kháng thuốc cao với các phương pháp điều trị bao gồm cả clozapine. Hơn nữa, thuốc chống co giật, như lamotrigine, có thể bảo vệ khỏi nguy cơ co giật liên quan đến liệu pháp dược phẩm với liều clozapine cao hơn. Vì vậy, có một lý do để thêm lamotrigine vào clozapine trong trường hợp này. Tuy nhiên, điều tương tự không thể xảy ra đối với valproate. Các bác sĩ tâm thần đã thảo luận về dữ liệu dược lý học mô tả việc kê đơn chung valproate và thuốc chống loạn thần phổ biến cho bệnh tâm thần phân liệt mặc dù thiếu dữ liệu thuyết phục về hiệu quả của valproate trong vai trò bổ trợ này.
Như đã lưu ý trong blog, lời mời từ khoa tâm thần để phỏng vấn một bệnh nhân trước mặt họ và trình bày một mẫu “tâm lý xã hội sinh học” trong một câu hỏi bất thành văn. Liệu việc một bác sĩ tâm thần đã hành nghề chuyển dịch trở thành một sinh viên của ngành di truyền học và khoa học thần kinh có tạo nên sự khác biệt không? Câu trả lời hóa ra là, hoàn toàn có thể! Trên thực tế, có vẻ như kiến thức nền tảng về khoa học thần kinh của tác giả đã thể hiện gần như mọi khía cạnh của phiên làm việc, các câu hỏi đã đặt ra, các giả thuyết đã đưa ra về bệnh nhân và suy nghĩ của mình về kế hoạch điều trị. Mặc dù tác giả vẫn chưa rõ kiến thức của mình về di truyền trong bệnh tâm thần phân liệt sẽ hướng dẫn việc điều trị bệnh nhân này như thế nào, nhưng không khó để thấy rằng một ngày nào đó, việc bám sát những phát triển của khoa học thần kinh có thể biến điều này thành hiện thực.
TỔNG QUAN VỀ CÁC CHƯƠNG KHOA HỌC THẦN KINH
Để tạo điều kiện thuận lợi cho kiểu tương tác này giữa khoa học thần kinh và tâm thần học lâm sàng, các tác giả đã cấu trúc phần này của Sách để đề cập đến khía cạnh của sự tiến bộ trong khoa học thần kinh có liên quan nhất đến tâm thần học. Các chuyên gia trong lĩnh vực này đã được yêu cầu cung cấp các chương sẽ chặt chẽ nhưng có thể tiếp cận được đối với các bác sĩ lâm sàng. Phần này xây dựng từ các câu hỏi căn bản, nghĩa là di truyền, đặc tính của tế bào thần kinh, kiến thức cơ bản về dẫn truyền thần kinh hóa học, mạch vỏ não và chức năng mạch cũng như sinh lý bệnh của các rối loạn tâm thần. Các chủ đề được đề cập rất rộng, nhưng một số chủ đề không được đưa vào. Tương tự như vậy, các bài đánh giá cung cấp chiều sâu, nhưng hy vọng không làm khó khả năng tiếp cận.
Phần tiểu mục đầu tiên bắt đầu với hai chương mô tả tổ chức và sự phát triển của não bộ. Chương 1.2 giới thiệu về tổ chức sinh lý thần kinh tuyệt vời của não. Chương 1.3 mô tả các quá trình hình thành tổ chức phức tạp của não qua quá trình phát triển. Chương này cũng giới thiệu cho người đọc quá trình hình thành thần kinh trưởng thành, quá trình mà qua đó các tế bào thần kinh mới hình thành trong vùng hải mã khi trưởng thành.
Mười một chương tiếp theo cung cấp một cái nhìn tổng quan về các cơ chế tín hiệu cơ bản làm nền tảng cho giao tiếp và tính khả biến của não. Năm chương xem xét các nhóm cơ bản của dẫn truyền thần kinh hóa học trong não bao gồm chất dẫn truyền thần kinh monoamine (Chương 1.4), chất dẫn truyền thần kinh axit amin glutamate và GABA (Chương 1.5), chất dẫn truyền neuropeptides (Chương 1.6) và chất dẫn truyền thần kinh mới (Chương 1.8). Chương 1.7 bao gồm các yếu tố dinh dưỡng thần kinh. Những chất này ngày càng có liên quan đến sinh lý bệnh và điều trị bệnh tâm thần kinh, đặc biệt là hoạt động của cả thuốc chống trầm cảm truyền thống và thuốc tác dụng nhanh. Tín hiệu nội thần kinh, các cơ chế mà qua đó tác động của chất dẫn truyền và thuốc được truyền kiểu hóa học trong tế bào thần kinh, được xem xét trong Chương 1.9. Các chức năng sinh lý thần kinh được trình bày trong Chương 1.10. Hai chương đề cập đến sinh học phân tử của các rối loạn tâm thần. Tiếp theo, có một bản cập nhật về công nghệ “omic” (gen, transcriptomics, proteomics) trong Chương 1.11. Chương 1.13 bao gồm các tương tác thần kinh – miễn dịch, đặc biệt tập trung vào chứng viêm thần kinh, tác nhân trung gian chính gây ra các tác động lo âu lên não. Tiểu mục này kết thúc bằng một chương về sinh học thời gian. Chương 1.14 bao gồm các gen, mạch và cơ chế chi phối nhịp sinh học và các nhịp điệu khác có ảnh hưởng sâu sắc đến chuyển hóa năng lượng, giấc ngủ, hành vi và khí sắc.
Tiểu mục thứ ba bao gồm bốn chương liên quan đến các công nghệ đang ngày càng cung cấp nhiều thông tin cho các bác sĩ tâm thần hiểu về sinh học của rối loạn tâm thần. Chương 1.15 đề cập đến những tiến bộ trong điện não đồ bao gồm các nghiên cứu về điện thế liên quan đến sự kiện và dao động vỏ não. Chương 1.16 đề cập đến những tiến bộ trong chụp cộng hưởng từ và quang phổ cộng hưởng từ, một phương pháp tiếp cận trung tâm để nghiên cứu cấu trúc, chức năng và sinh hóa học của não một cách không xâm lấn. Chương 1.17 xem xét các phương pháp tiếp cận không xâm lấn cơ bản khác để nghiên cứu sinh hóa học não, đặc biệt là để định lượng mức độ của các protein não cụ thể hiện diện với số lượng rất thấp trong não, chẳng hạn như các thụ thể dẫn truyền thần kinh. Chương 1.18 tập trung vào những tiến bộ trong phương pháp lập bản đồ gen đang góp phần vào sự hiểu biết mới nổi về di truyền của các rối loạn tâm thần.
Phần tiểu mục tiếp theo bao gồm tám chương trình bày các lĩnh vực trọng tâm trong nghiên cứu tâm thần học. Chương 1.19 bao gồm chủ đề quan trọng về mô hình động vật để điều trị tâm thần về nghiện. Các mô hình động vật đã cung cấp những hiểu biết cơ bản về sinh học thần kinh và điều trị các rối loạn tâm thần. Tuy nhiên, các mô hình này đã cho thấy những hạn chế quan trọng trong khả năng dự đoán các phương pháp điều trị mới cho các rối loạn tâm thần, một yếu tố đã góp phần vào sự kém cỏi của các cơ chế điều trị mới trong tâm thần học trong 20 năm qua. Trong tiểu mục này có các chương về nỗi đau (Chương 1.20), cảm giác về bản thân (Chương 1.21), giấc ngủ (Chương 1.22) và sự thèm ăn (Chương 1.23). Đây là những đặc điểm cơ bản của kinh nghiệm con người đã được nghiên cứu chuyên sâu. Hai phần cuối đề cập đến các lĩnh vực tương đối mới đang đóng vai trò ngày càng tăng trong lĩnh vực tâm thần học. Biểu sinh, tức là các cơ chế mà qua đó các yếu tố môi trường có ảnh hưởng lâu dài và thậm chí chuyển cho thế hệ sau, được xem xét trong Chương 1.25. Cuối cùng, Heath xem xét các tác động của nghiên cứu hệ vi sinh vật đối với hành vi của con người.
Tiểu mục cuối cùng về khoa học thần kinh của tâm thần học bao gồm các chủ đề đặc biệt trong hệ thống, khoa học thần kinh nhận thức và hành vi. Chương 1.26 trình bày các vấn đề trong khoa học thần kinh hệ thống. Chương 1.27 đề cập đến tác động rộng rãi của lý thuyết học tập. Barch, một nhân vật trung tâm trong Dự án Human Connectome, đề cập đến lĩnh vực quan trọng của kết nối chức năng vỏ não của con người trong Chương 1.28. Chương 1.29 đề cập đến khu vực ngày càng mở rộng của khoa học thần kinh tính toán, đó là nỗ lực phát triển các mô hình tính toán cho các chức năng vi mạch vỏ não và vi mạch vĩ mô. Các hệ thống khoa học thần kinh của sự phát triển vỏ não được đề cập trong Chương 1.30. Cuối cùng, Salloum đề cập đến chủ đề đang phát triển của nhận thức xã hội.
KẾT LUẬN Trong phân tích cuối cùng, bác sĩ tâm thần phải khiêm tốn đối với tầm hiểu biết của họ. Bộ não phức tạp ngoài sức tưởng tượng và các khía cạnh cơ bản của sinh lý bệnh của các rối loạn tâm thần kinh vẫn không thể nắm bắt được. Các bác sĩ tâm thần có xu hướng đánh giá quá cao kiến thức của họ và đánh giá thấp những thách thức phải đối mặt trong việc nâng cao hiểu biết của họ về căn nguyên, sinh lý bệnh, điều trị và phòng ngừa các rối loạn tâm thần kinh. Tuy nhiên, bác sĩ tâm thần có yêu cầu bắt buộc về mặt lâm sàng, khoa học tự nhiên và khoa học nhân văn để nâng cao hiểu biết của họ về sinh học thần kinh của các rối loạn tâm thần và để thấy rằng kiến thức này cung cấp thông tin thực hành lâm sàng của tâm thần học.
Can Thiệp Đa Ngành 